專利名稱：能量吸收型座位安全帶回縮器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及座位安全帶回縮器，更具體地講，涉及一種具有能量吸收機(jī)構(gòu)的座位安全帶回縮器。
帶有能量吸收機(jī)構(gòu)的座位安全帶回縮器允許座位安全帶自回縮器卷軸有控制地伸長(zhǎng)，同時(shí)位于卷軸內(nèi)的一機(jī)構(gòu)產(chǎn)生一可確定的、略微均勻或恒定的反作用力或扭矩以抑制伸長(zhǎng)。該作用允許乘客在碰撞過(guò)程中向前移動(dòng)，并減小施加在乘客身上的碰撞力。美國(guó)專利號(hào)6,105,894建議采用一種諸如剪切銷之類的附加能量吸收件，該剪切銷自卷軸凸緣的一端面延長(zhǎng)，并將卷軸與鎖定機(jī)構(gòu)相連接。這些銷必須首先剪斷，以便允許扭條工作。剪切銷的物理特性增大施加在乘客身上的力或扭矩，并引入與使剪切銷斷裂或剪斷所必需的力或能量相對(duì)應(yīng)的力的曲線中的峰值。在銷已剪斷之后，扭條被允許扭曲，產(chǎn)生由具體的扭條或所采用的其它類型的能量吸收機(jī)構(gòu)的特性所規(guī)定的反作用力的更恒定的值。
該現(xiàn)有技術(shù)中的回縮器的其中一個(gè)缺陷在于該剪切銷用作為一固定鉚釘來(lái)將鎖定機(jī)構(gòu)保持在卷軸上，然而一旦該鉚釘或剪切銷斷裂，則回縮器就會(huì)喪失其功能。另外，在已有的設(shè)計(jì)中，該剪切銷的剪斷或斷裂的碎片可能會(huì)自身容納在回縮器的一位置中，從而堵塞該回縮器。
本發(fā)明的座位安全帶回縮器包括供座位安全帶環(huán)繞其卷繞的卷軸；至少最初鎖定卷軸以阻止其轉(zhuǎn)動(dòng)的鎖定機(jī)構(gòu)和在卷軸鎖定之后允許其以受控方式轉(zhuǎn)動(dòng)的一級(jí)限力機(jī)構(gòu)，如扭條；以及位于卷軸的凹孔中的二級(jí)限力機(jī)構(gòu)，它包括卷軸的諸部分和鎖定機(jī)構(gòu)的一相鄰部分，用于在一級(jí)限力機(jī)構(gòu)工作之前增大座位安全帶上的抑制力。扭條至少部分地位于卷軸孔內(nèi)，并且其一端連接至卷軸，而其另一端則連接至鎖定機(jī)構(gòu)。二級(jí)鎖定機(jī)構(gòu)包括形成在卷軸孔和鎖定機(jī)構(gòu)的互鎖部分的其中之一上的凹孔、鍵槽或溝槽和可斷裂的凸起。
附圖簡(jiǎn)介

圖1是示出了本發(fā)明座位安全帶回縮器的主要構(gòu)件的截面圖。
圖2a是鎖定機(jī)構(gòu)的部分的端視圖。
圖2b是該鎖定機(jī)構(gòu)的部分的側(cè)視圖。
圖2c是示出了其中設(shè)有相反的溝槽和銷的本發(fā)明另一種實(shí)施例的截面圖。
圖3a、3b和3c示出了卷軸的截面圖、端視圖和側(cè)視圖。
圖4是示出了卷軸和鎖定機(jī)構(gòu)(未示出鎖定輪)的等軸坐標(biāo)立體裝配圖。
圖5示出了各種力/時(shí)間(偏差)曲線。
發(fā)明的詳述圖1-4示出了本發(fā)明座位安全帶回縮器的主要構(gòu)件。該座位安全帶回縮器50包括具有開(kāi)口52a、52b、用以支承一卷軸鎖定子組件54的一U形框架52。這些開(kāi)口用作為軸承。該卷軸鎖定子組件包括一卷軸56、一扭條58和一鎖定機(jī)構(gòu)60。扭條58的一端62具有多個(gè)止轉(zhuǎn)楔64，這些止轉(zhuǎn)楔驅(qū)動(dòng)嚙合(以已知的方式)形成在扭條上的多個(gè)匹配的止轉(zhuǎn)楔66。該扭條的一延伸部分68容納到一彈簧軸桿(arbor)70內(nèi)，并由一反繞(rewind)彈簧72施以偏壓。扭條58的反作用的另一端74固定至鎖定輪機(jī)構(gòu)60。該機(jī)構(gòu)60具有一由止轉(zhuǎn)楔接合的孔80，該孔容納形成在扭條的端部74上的止轉(zhuǎn)楔82。這樣就能使扭條和鎖定機(jī)構(gòu)60可轉(zhuǎn)動(dòng)地相連接。鎖定機(jī)構(gòu)和扭條通過(guò)使這些部件套接(swage)在一起而軸向固定。扭條58還具有一附加延伸部分84，該延伸部分在扭條動(dòng)作之前與卷軸一同轉(zhuǎn)動(dòng)，并用作為圖示所示的一已知類型的織物帶(web)傳感器86的部件。鎖定機(jī)構(gòu)60具有構(gòu)成一空腔88的一棘齒輪86。織物帶傳感器的各種部件(諸如織物帶傳感器棘爪)位于由棘齒輪所構(gòu)成的空腔88內(nèi)(亦如圖4所示)。固定在鎖定機(jī)構(gòu)的本體90上的是具有多個(gè)輪齒94的鎖定輪92。如圖所示，鎖定棘爪96可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在框架上，并在織物帶傳感器或車輛傳感器98以已知方式運(yùn)作時(shí)，與下輪的一個(gè)或多個(gè)輪齒94相嚙合。如本技術(shù)領(lǐng)域中已知的，許多座位安全帶回縮器包括可相對(duì)于回縮器軸(在這種情況中為扭條)轉(zhuǎn)動(dòng)的一鎖定環(huán)(未圖示)；織物帶傳感器的動(dòng)作或者協(xié)同工作的車輛傳感器的動(dòng)作將該鎖定環(huán)連接至回縮器軸。該動(dòng)作使得鎖定環(huán)略微轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使鎖定棘爪移動(dòng)而使其與鎖定輪相嚙合?？椢飵鞲衅靼ㄋ沙诘匕惭b在延伸部分84上的一慣性圓片和可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在棘齒輪86的銷87上的一織物帶傳感器棘爪(未圖示)，該棘爪響應(yīng)座位安全帶自回縮器卷軸的急速伸長(zhǎng)而移動(dòng)至與鎖定環(huán)上的間隔設(shè)置的齒緊密嚙合，從而使鎖定環(huán)連接到棘爪和回縮器軸上?？捎涉i定環(huán)所承載的車輛傳感器98同樣包括一車輛傳感器棘爪98a，當(dāng)車輛經(jīng)歷驟然減速時(shí)，該棘爪藉由一可動(dòng)質(zhì)量塊(mass)(未圖示)移動(dòng)到一工作位置中。在該工作位置中，車輛傳感器棘爪98a與棘齒輪86的輪齒86a相嚙合，從而使鎖定環(huán)連接到回縮器軸上。
圖4表示卷軸56的中心孔100包括至少一個(gè)溝槽(也稱之為鍵槽)102。機(jī)構(gòu)60的本體90包括容納在鍵槽102中的多個(gè)凸起104。該凸起104和鍵槽102將卷軸的內(nèi)部與機(jī)構(gòu)60的本體90的外部驅(qū)動(dòng)連接。本體90包括容納在卷軸的孔100中的一小徑部分90a和穩(wěn)定地容納在框架內(nèi)的開(kāi)口、即軸承52b中的一大徑部分90b。
在圖示實(shí)施例中，卷軸還包括與孔100相垂直的兩個(gè)孔110。當(dāng)扭條58如圖2所示處于適當(dāng)位置上時(shí)，卷軸位于孔110中，而在施力的情況下，該卷軸局部變形，以便該卷軸的止轉(zhuǎn)楔66保持與扭條的止轉(zhuǎn)楔64驅(qū)動(dòng)接觸。也可利用其它裝置將扭條固定至卷軸。
卷軸56還包括用以容納座位安全帶130的一端的設(shè)施。該設(shè)施包括一已知的溝槽132，安全帶130的一端就容納在溝槽中。通過(guò)將安全帶的一端首先環(huán)繞裝配在溝槽132中的一銷固定可增加保持力。然后該安全帶環(huán)繞卷軸本體134卷繞，并保持在可選用的凸緣136a和136b之間。
在碰撞過(guò)程中，車輛和/或織物帶傳感器將鎖定環(huán)(未圖示)與軸(扭條)相連接，從而使該鎖定環(huán)略微轉(zhuǎn)動(dòng)。鎖定環(huán)的一部分可操作地連接至鎖定棘爪96，并且鎖定環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)使鎖定棘爪96移動(dòng)而與鎖定輪92的輪齒94相嚙合，從而至少最初阻止座位安全織物帶自卷軸56伸長(zhǎng)。隨著碰撞的繼續(xù)，碰撞力通過(guò)乘客施加在座位安全帶上，由此試圖沿箭頭F方向(參見(jiàn)圖1)將座位安全帶拉離卷軸56。該力受到鎖定棘爪和鎖定齒94之間的相互作用、以及凸起102與溝槽104之間的相互作用的抵抗。當(dāng)碰撞力的能級(jí)增大至足以使凸起102自鎖定機(jī)構(gòu)60的本體90a剪斷的能級(jí)時(shí)，產(chǎn)生如圖5所示的反作用力，諸如能級(jí)為202的反作用力。由于圖5中由標(biāo)號(hào)202a所表示的、由溝槽和銷所產(chǎn)生的更大的反作用力的緣故，因而將有力地防止乘客向前運(yùn)動(dòng)和限制乘客的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)凸起104剪斷時(shí)，它們將容納在相應(yīng)的鍵槽中，并且由于因乘客所產(chǎn)生的持續(xù)的力輸入至座位安全帶、并繼而輸入至卷軸，因而卷軸和扭條可相對(duì)于鎖定機(jī)構(gòu)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。如可意識(shí)到的是，當(dāng)扭條的端部74固定在由鎖定棘爪所保持的不轉(zhuǎn)動(dòng)的鎖定機(jī)構(gòu)60上時(shí)，扭條的端部62開(kāi)始扭曲。當(dāng)扭條轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，它將產(chǎn)生一較小的反作用力202a，仍如圖5所示，該力將抵抗乘客向前運(yùn)動(dòng)，然而，該力的能級(jí)將允許乘客向前移動(dòng)，以便作用在乘客身上的碰撞力根據(jù)扭條特性而在此刻受到限制。如可意識(shí)到的是，此類設(shè)計(jì)的其中一個(gè)好處在于被剪斷的凸起104被壓縮在卷軸中，而將不會(huì)妨礙卷軸的功能。
圖1中的軌跡示出了試驗(yàn)數(shù)據(jù)，更具體地講，示出了帶子的力和時(shí)間函數(shù)關(guān)系(以安全帶的伸長(zhǎng)為例)。軌跡200示出了用于不包括溝槽和銷的類似的座位安全帶回縮器的比較試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
圖2C示出了一種實(shí)施例，其中溝槽形成在鎖定機(jī)構(gòu)中，并且在卷軸中設(shè)有剪切銷。
權(quán)利要求
1.一種座位安全帶回縮器(50)，包括卷軸(56)，座位安全帶環(huán)繞所述卷軸卷繞；至少最初鎖定所述卷軸以阻止其轉(zhuǎn)動(dòng)的鎖定機(jī)構(gòu)(60)和在卷軸鎖定之后允許其以受控方式轉(zhuǎn)動(dòng)的一級(jí)限力機(jī)構(gòu)(58)；以及位于所述卷軸(56)的凹孔(100)中的二級(jí)限力機(jī)構(gòu)，它包括所述卷軸的諸部分和所述鎖定機(jī)構(gòu)的一相鄰部分，用于在所述一級(jí)限力機(jī)構(gòu)(58)工作之前增大座位安全帶上的抑制力。
2.如權(quán)利要求1所述的座位安全帶回縮器(50)，其特征在于，所述卷軸(56)的凹孔包括孔的一部分，并且所述二級(jí)限力機(jī)構(gòu)包括形成在所述孔和所述鎖定機(jī)構(gòu)(60)的互鎖部分的其中之一上的溝槽或鍵槽(102)和凸起(104)。
3.如權(quán)利要求2所述的座位安全帶回縮器(50)，其特征在于，所述一級(jí)限力機(jī)構(gòu)(58)系一扭條，其一端連接至所述卷軸(56)，而其另一端則連接至所述鎖定機(jī)構(gòu)(60)。
4.如權(quán)利要求1所述的座位安全帶回縮器(50)，其特征在于，所述二級(jí)限力機(jī)構(gòu)包括相對(duì)的溝槽(102)和可斷裂的凸起(104)。
全文摘要
一種座位安全帶回縮器(50)具有供座位安全帶環(huán)繞其卷繞的卷軸(56)。鎖定機(jī)構(gòu)(60)至少最初鎖定卷軸以阻止其轉(zhuǎn)動(dòng)。諸如扭條(58)之類的一級(jí)限力機(jī)構(gòu)在卷軸鎖定之后允許以受控方式轉(zhuǎn)動(dòng)。二級(jí)限力機(jī)構(gòu)位于卷軸的凹孔(100)中，它包括卷軸的諸部分和鎖定機(jī)構(gòu)的一相鄰部分，以便在一級(jí)限力機(jī)構(gòu)工作之前增大座位安全帶上的抑制力的。扭條(58)的一段連接至卷軸，而其另一端則連接至鎖定機(jī)構(gòu)。二級(jí)鎖定機(jī)構(gòu)包括形成在孔和鎖定機(jī)構(gòu)的互鎖部分的其中之一上的凹孔、鍵槽或溝槽(102)和凸起(104)。
文檔編號(hào)A44B11/25GK1440338SQ01812242
公開(kāi)日2003年9月3日 申請(qǐng)日期2001年5月1日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月14日
發(fā)明者R·W·科寧, S·A·沃拉爾德 申請(qǐng)人:勃利德汽車技術(shù)股份有限公司